EP0282417A1 - Device for changing tools operated by a robot - Google Patents

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EP0282417A1
EP0282417A1 EP19880400573 EP88400573A EP0282417A1 EP 0282417 A1 EP0282417 A1 EP 0282417A1 EP 19880400573 EP19880400573 EP 19880400573 EP 88400573 A EP88400573 A EP 88400573A EP 0282417 A1 EP0282417 A1 EP 0282417A1
Authority
EP
Grant status
Application
Patent type
Prior art keywords
tool
piston
characterized
robot
coupling
Prior art date
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Pending
Application number
EP19880400573
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Robert Michel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault Automation
Original Assignee
Renault Automation
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/04Gripping heads and other end effectors with provision for the remote detachment or exchange of the head or parts thereof
    • B25J15/0491Gripping heads and other end effectors with provision for the remote detachment or exchange of the head or parts thereof comprising end-effector racks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/30Features relating to electrodes
    • B23K11/31Electrode holders and actuating devices therefor
    • B23K11/318Supporting devices for electrode holders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/0009Energy-transferring means or control lines for movable machine parts; Control panels or boxes; Control parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/0063Connecting non-slidable parts of machine tools to each other
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/1552Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
    • B23Q3/15553Tensioning devices or tool holders, e.g. grippers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23Q3/1556Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of non-rotary tools
    • B23Q3/15566Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of non-rotary tools the tool being inserted in a tool holder directly from a storage device, i.e. without using transfer devices

Abstract

The device for changing tools operated by a robot comprises a coupling head mounted at the end of the arm of the robot and interacting with a coupling member of the tool, connection elements being carried by the coupling head of the robot and the coupling member of the tool to ensure continuity of the lines supplying power to the tool. The coupling head of the robot arm has a central clamping piston (12) fitted into a bore (32, 33) of the tool, this piston being subject to springs intended to clamp the coupling and which are compressed for unclamping and the connection members (40, 50, 60) are arranged around the said gripping piston. <IMAGE>

Description

  • La présente invention se rapporte à un dispositif de changement d'outil de robot, comportant une tête d'accouplement montée à l'extrémité du bras du robot et coopérant avec un organe d'accouplement de l'outil, des éléments de connexion étant portés par la tête d'accouplement et l'organe d'accouplement de l'outil pour assurer la continuité des lignes d'alimentation en énergie de l'outil. The present invention relates to a robot tool changing device, comprising a coupling head mounted at the end of the robot arm and cooperating with a coupling member of the tool, the connection elements being carried by the coupling head and of the tool coupling member to ensure continuity of the power supply lines of the tool.
  • On connait des dispositif de changement d'outils pour robots. We know the tool changer for robots.
  • Le brevet français 2 426 548 décrit un robot dans lequel un moteur d'axe du robot entraîne en rotation un accouplement assurant par vissage la liaison avec l'outil. French Patent 2,426,548 discloses a robot in which a robot axis motor rotates a coupling threadably ensuring the connection with the tool. Le temps de changement d'outil, du fait de la conception purement mécanique, est long. The tool change time, because of the purely mechanical design, is long.
  • Le dispositif de changement d'outil décrit dans le brevet européen 0 151 819 nécessite autant d'actionneurs que de supports de réception des outils et d'autre part est adapté à des faisceaux internes au poignet. The tool described in European patent changer 0,151,819 requires many actuators as tools receipt holders and the other is suitable for internal beams wrist.
  • Une autre catégorie de dispositifs utilisent un actionneur en général pneumatique pour assurer le verrouillage ou le déverrouillage. Another class of devices use a general pneumatic actuator for locking or unlocking. L'opération de changement d'outil est assez brève mais l'encombrement est important, ce qui conduit à augmenter le déport du centre de gravité de l'outil par rapport à l'extrémité du bras du robot. The tool change operation is quite short but space is large, which leads to increase the offset of the tool's center of gravity compared to the end of the robot arm.
  • La présente invention a pour but de fournir un dispositif de changement d'outils assurant un bridage ou un débridage rapide, sous un faible encombrement de manière à ne pas limiter les débattements du poignet du robot et à limiter au minimum la charge portée par les axes du poignet. The present invention aims to provide a tool changing device which ensures a clamping or unclamping a fast, in a small volume so as not to restrict the movements of the wrist of the robot and to minimize the load carried by the axes wrist.
  • Le dispositif selon l'invention est caractérisé par le fait que la tête d'accouplement du bras de robot présente un piston central de bridage s'emmanchant dans un alésage de l'outil, ce piston étant soumis à des ressorts destinés à brider l'accouplement et qui sont comprimés pour le débridage et que les organes de connexion sont disposés autour dudit piston de bridage. The device according to the invention is characterized in that the coupling head of the robot arm has a central clamping piston inserting the arm into a bore of the tool, this piston being subjected to springs for clamping the coupling and which are compressed for unclamping and that the connecting members are disposed around said clamping piston.
  • Selon une caractéristique, le piston central de bridage porte des billes de verrouillage mobiles radialement dans les logements de guidage du piston sous l'action d'un ressort susceptible d'être comprimé pour le débridage. According to one characteristic, the central piston clamping door movable locking balls radially into the piston guide housing under the action of a spring capable of being compressed for unclamping.
  • Selon une autre caractéristique, la tête d'accouplement comporte une alimentation en fluide sous pression susceptible de déplacer le piston de bridage dans le sens du débridage et un piston interne de manoeuvre des billes de verrouillage dans le sens du débridage. According to another feature, the coupling head comprises a pressurized fluid supply capable of moving the clamping piston in the direction of unclamping and an internal piston to actuate the locking balls in the direction of unclamping.
  • L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés, sur lesquels : The invention will now be described in more detail with reference to an embodiment given by way of example and represented in the accompanying drawings, in which:
    • - la figure 1 est une vue en élévation d'un robot équipé du dispositif de changement d'outil selon l'invention, - Figure 1 is an elevation view of a robot equipped with a tool change device according to the invention,
    • - la figure 2 une vue de détail, en coupe, montrant le détail de la tête d'accouplement disposée à l'extrémité du bras du robot et de l'organe d'accouplement de l'outil, - Figure 2 a detailed view, in section, showing the detail of the coupling head arranged at the end of the robot arm and the coupling member of the tool,
    • - la figure 3 est une vue de détail en plan de l'organe d'accouplement de l'outil, - Figure 3 is a detailed view in plan of the member of the tool coupling,
    • - la figure 4 est une vue en coupe montrant une connexion électrique entre le bras du robot et l'outil, - Figure 4 is a sectional view showing an electrical connection between the robot arm and the tool,
    • - la figure 5 est une vue en coupe montrant une connexion pneumatique, - Figure 5 is a sectional view showing a pneumatic connection,
    • - la figure 6 est une vue en coupe d'une connexion électrique de puissance, - Figure 6 is a sectional view of an electrical connection of power,
    • la figure 7 est une vue d'un support de réception d'outil, Figure 7 is a view of a tool receiving medium,
    • - la figure 8 est une vue de dessus du support, - Figure 8 is a top view of the support,
    • - la figure 9 est un schéma de la commande. - Figure 9 is a diagram of the control.
  • En se référant aux dessins, le robot désigné 1 dans son ensemble, comporte un bras mobile 2 dont l'extrémité est équipé d'une tête d'accouplement 10 destinée à recevoir un outil 3. Referring to the drawings, the robot 1 designated as a whole, comprises a movable arm 2 whose end is equipped with a coupling head 10 for receiving a tool 3.
  • L'outil 3 comporte un organe d'accouplement 30 qui coopère avec la tête d'accouplement. The tool 3 comprises a coupling member 30 which cooperates with the coupling head.
  • On a représenté sur la figure 1, en 4 et 5, deux supports d'outils destinés chacun à recevoir un outil en position de repos. There is shown in Figure 1, 4 and 5, two tool carriers each for receiving a tool in the rest position. Le support 5 porte un outil 6. The support 5 carries a tool 6.
  • Dans le mode de réalisation décrit, les outils sont des pinces à souder de type pinces transformateurs. In the disclosed embodiment, tools are soldering tweezers gripper type transformers.
  • Le bras de robot porte un ensemble de commande 8 agissant sur les différents fluides utilisés (air, eau) pour réaliser le changement d'outil. The robot arm carries a control unit 8 acting on the different fluids (air, water) to make the tool change.
  • La tête d'accouplement 10 du robot (côté gauche de la figure 2) comprend un corps de couplage 11 fixe à l'extrémité du bras 2 et présentant une face avant 27 servant d'appui à l'outil. The coupling head 10 of the robot (left side of Figure 2) comprises a coupling body 11 sets the end of the arm 2 and having a front side 27 serving as a support for the tool.
  • La tête d'accouplement comprend un piston central de bridage 12 qui coulisse dans un alésage du corps 11 selon l'axe de couplage 9. Ce piston est soumis à des ressorts 16 (rondelles ressorts) tendant à le faire rentrer dans le corps 11 et à un organe d'actionnement de type pneumatique susceptible de le déplacer rectilignement en le faisant sortir et en contrariant l'action des ressorts. The coupling head comprises a central clamping piston 12 which slides in a bore of the body 11 along the axis of coupling 9. This piston is subjected to springs 16 (springs washers) tending to bring it within the body 11 and a pneumatic type actuator capable of moving the linearly by making it out and by opposing the action of the springs.
  • Le corps 11 présente un chambre 20 dans laquelle se loge les ressorts 16 et une membrane-diaphragme 17 solidaire du piston 12. Cette membrane délimite une chambre susceptible d'être alimentée sous pression par la cavité 21. The body 11 has a chamber 20 in which is housed the spring 16 and a diaphragm membrane 17 integral with the piston 12. This membrane delimits a chamber suitable for being fed under pressure through the cavity 21.
  • Le piston de bridage 12 porte des billes de verrouillage 15 qui sont mobiles radialement dans des logements de guidage 23 du piston. The clamping piston 12 carries locking balls 15 which are movable radially in guide housings 23 of the piston. Elles sont déplacées par l'intermédiaire d'un piston interne de manoeuvre 13 logé dans une chambre du piston 12 et soumis d'une part à un ressort 14 et à l'action du fluide sous pression. They are moved by means of an operating internal piston 13 housed in a piston chamber 12 and subjected firstly to a spring 14 and the action of the pressurized fluid. La commande des billes s'effectue par une rampe 24 du piston 13. Le fluide sous pression est amené sur la face arrière du piston interne par une conduite 19 traversant le diaphragme 17 par un joint 18. The control beads is carried out by a ramp 24 of the piston 13. The pressurized fluid is supplied to the rear face of the inner piston through a conduit 19 traversing the diaphragm 17 by a seal 18.
  • Le piston 13 coulisse entre deux positions extrêmes. The piston 13 slides between two extreme positions. Dans l'une de ces positions (partie inférieure de la figure 2), le ressort 14 est détendu. In one of these positions (bottom part of Figure 2), spring 14 is relaxed. Dans l'autre position (partie supérieure), le ressort est comprimé sous l'action du fluide. In the other position (upper part), the spring is compressed under the action of the fluid. A chacune de ces positions est associée une position du jeu de billes 15. Celles-ci sont soit dépassantes (sorties) du piston 12 soit affleurantes (rentrées). At each of these positions is associated with a position of balls 15. These are either protruding (outputs) of the piston 12 is flush (receipt). L'échappement des billes est empêché par une coiffe 22 venant obturer partiellement les logements 23. The exhaust of the beads is prevented by a cap 22 from housing 23 partially close.
  • L'organe d'accouplement femelle 30 ménagé sur l'outil comprend un corps 31 présentant une face de bridage 36 qui est percée par un alésage central 33 débouchant dans un chambrage 32 de plus grand diamètre raccordé par un épaulement d'appui des billes. The female coupling member 30 provided on the tool comprises a body 31 having a clamping face 36 which is pierced by a central bore 33 opening into a recess 32 of larger diameter connected by a bearing shoulder of the ball. Le piston 12 s'emmanche dans le corps 31 par l'alésage 33 qui a un diamètre correspondant au diamètre du piston 12. Le chambrage 32 est destiné à recevoir les billes 15 en position "sorties". The piston 12 is shrink-fitted into the body 31 through the bore 33 which has a diameter corresponding to the diameter of the piston 12. The recess 32 is intended to receive the balls 15 in position "outputs".
  • Le corps 31 porte des pions de centrage 34 qui sont destinés à s'engager dans des logements correspondants 25 de la tête d'accouplement du robot. The body 31 carries centering pins 34 which are intended to engage in corresponding housings 25 of the coupling head of the robot. Le corps 31 forme un diamètre de centrage mâle 35 qui coopère avec un alésage 26 ménagé dans le carter 11. The body 31 forms a male centering diameter 35 which cooperates with a bore 26 formed in the casing 11.
  • Le corps 31 de l'outil est solidaire d'une plaque 37 qui porte des éléments de centrage 38 permettant le positionnement sur les supports 4 et 5. The body 31 of the tool is secured to a plate 37 which carries the centering elements 38 allowing the positioning of the supports 4 and 5.
  • Les connecteurs sont répartis sur deux couronnes 28 et 39 centrées respectivement sur les corps 11 et 31. Les connecteurs 50 (figure 5) assurent l'alimentation en eau sous pression et le connecteurs 51 (figure 5) assurent l'alimentation d'air comprimé. The connectors are distributed on two crowns 28 and 39 centered respectively on the bodies 11 and 31. The connectors 50 (Figure 5) providing the pressurized water supply and the connectors 51 (Figure 5) ensure the supply of compressed air . Les connecteurs 40 (figure 4) assurent la commande électrique et les contrôles effectués sur la pince. The connectors 40 (Figure 4) provide electrical control and controls on the clamp. Les connecteurs 60 (figure 6) assurent l'alimentation des courants électriques de soudure. The connectors 60 (Figure 6) ensuring feeding welding electric currents.
  • Les connecteurs électriques 40 sont logés dans des alésages ménagés dans les deux couronnes 28 et 39. Ils comportent des canons 411 et 412 logés dans les alésages et porteurs des plots de contact fixes 461 et des plots de contact 462 déplaçables axialement. The electrical connectors 40 are received in bores in the two rings 28 and 39. They comprise guns 411 and 412 accommodated in the bores and carrying fixed contact pads 461 and contact pads 462 are movable axially. Des fiches 421 et 422 servent de support aux presses étoupes 441 et 442 assurant l'étanchéité des câbles 451 et 452. Ces fiches sont liées aux couronnes 28 et 39 par des circlips 471 et 472 et détrompées en rotation par un pion non représenté. Plugs 421 and 422 serve as support for cable glands 441 and 442 sealing the cables 451 and 452. These sheets are bonded to the crowns 28 and 39 by circlips 471 and 472 and Polarizing rotated by an unillustrated pin.
  • L'étanchéité des fiches 421 et 422 avec les canons 411 et 412 est faite par les joints 481 et 482. Une bague élastique 431 coopère avec un collet d'étanchéité 432 qui s'engage dans un alésage de la couronne 28. Le connecteur comporte des moyens de blindage. The sealing plugs 421 and 422 with the guns 411 and 412 is made by the seals 481 and 482. A resilient ring 431 cooperates with a sealing flange 432 which engages in a bore of the ring 28. The connector includes shielding means. Les pièces 28, 432, 39 sont métalliques et assurent la continuité du blindage vis-à-vis des parasites. The parts 28, 432, 39 are metallic and ensure continuity vis-à-vis shielding parasites.
  • La figure 5 représente les connecteurs hydrauliques et pneumatiques. 5 shows the hydraulic and pneumatic connectors. Il s'agit de connecteurs à simple obturation côté robot. These connectors single robot side shutter.
  • Les conduits de fluide sont connectés par des raccords 561 et 562 orientables, implantés sur les embases 511 et 512. L'embase 511 est elle-même tournante dans la couronne 28 et tenue par un circlip contrairement à l'embase 512 vissée dans 39. The fluid conduits are connected by fittings 561 and 562 adjustable, located on the bases 511 and 512. The base 511 is itself rotating in the ring 28 and held by a circlip unlike the base 512 screwed into 39.
  • L'embase 511 possède une cavité cylindrique dans laquelle le piston 52 rendu étanche par le joint 57 peut coulisser. The base 511 has a cylindrical cavity in which the piston 52 sealed by the seal 57 can slide. Le piston présente un orifice central susceptible d'être traversé par le fluide. The piston has a central orifice capable of being traversed by the fluid. Un ressort le plaque contre le joint plat 59 maintenu par la vis 53. L'approche de la tête de robot sur l'organe d'accouplement outil vient appuyer le piston 52 sur la face plane de l'embase 552 et crée une cavité étanche par le joint 58 puis repousse le piston 52 et autorise le passage du fluide en libérant le joint 59. La face arrière de ce piston est soumise au fluide le traversant. A spring plate against the gasket 59 held by the screw 53. The approach of the robot head on the tool coupling member presses the piston 52 on the flat face of the base 552 and creates a sealed cavity by the seal 58 then pushes the piston 52 and allows the passage of fluid by releasing the seal 59. the rear face of this piston is subjected to fluid passing therethrough. L'équilibre des pressions sur le piston 52 est tel que ce piston est d'autant plus plaqué sur l'embase 552 que la pression est élevée. The balance of pressure on the piston 52 is such that this piston is particularly plated on the base 552 as the pressure is high. Il joue le rôle d'un clapet en coopérant avec la vis 53 et son joint 59. Il autorise le passage du fluide lorsque la tête du robot est contre l'outil et empêche la circulation de fluide lorsque la tête d'accouplement est séparée de l'outil. It plays the role of a valve cooperating with the screw 53 and gasket 59. It allows the passage of fluid when the robot head is against the tool and prevents the flow of fluid when the coupling head is separated from the tool.
  • La figure 6 montre un connecteur électrique de puissance. 6 shows an electrical connector power. Les câbles électriques 631 et 632 sont munis à leurs extrémités de cosses serrées par les vis 621 et 622 dans des embases métalliques 611 et 612 servant à établir le contact. The electrical cables 631 and 632 are provided at their ends lugs clamped by the screws 621 and 622 in metal bases 611 and 612 serving to establish contact. L'embase 612 est fixée sur la couronne 39 réalisée en matière isolante. The base 612 is fixed to the ring 39 made of insulating material. L'embase 611 est mobile par rapport à 28 mais plaquée en position de relief par le ressort 64 précontraint. The base 611 is movable relative to 28 but plated raised position by the spring 64 pretensioned. L'appui de 611 sur 612 lors du rapprochement des deux interfaces 10 et 30 réalise le contact électrique des deux embases. The support 611 of 612 during approximation of the two interfaces 10 and 30 sends the electrical contact of the two collars.
  • Le support d'outil illustré par la figure 7 est fixé au sol par l'intermédiaire d'une plaque 714 portant 3 ensembles de blocs ressorts 77 comportant des ressorts à boudin précontraints portant un châssis 71 servant à recevoir l'outil. The tool holder shown in Figure 7 is fixed to the ground by means of a plate 714 carrying three sets of blocks springs 77 comprising coil springs prestressed bearing frame 71 for receiving the tool. Les axes de ces blocs-ressorts sont sensiblement concourants. The axes of the innerspring are substantially concurrent. Ils sont tarés à une valeur d'effort telle que les mouvements du support ne soient possibles qu'au-delà d'une faible valeur d'effort lorsque la pince repose sur le support. They are calibrated to a force value such that the movements of the support are possible only beyond a low level of effort when the clamp rests on the support. Des ressorts 78 montés verticalement entre la plaque 714 et le plateau 711 reprennent une partie de la masse agissent sur le plateau 711 du châssis 71. La présence de la pince est vérifiée par un détecteur de position 76. L'ensemble du support a ainsi un mouvement possible autorisant 3 degrés de liberté linéaires et des oscillations possibles en rotation mais fournissant une position d'équilibre répétitive. Springs 78 mounted vertically between the plate 714 and the tray 711 show a part of the mass acting on the plate 711 of the frame 71. The presence of the clamp is checked by a position detector 76. The whole support thus has a possible movement allowing three linear degrees of freedom and possible oscillations in rotation but providing a repetitive equilibrium position.
  • Le châssis 71 est constitué par le plateau 711 solidaire d'une colonne 712 munie d'une plate-forme 713 échancrée sur un côté pour laisser passer l'interface outil et la pince. The frame 71 is constituted by the plate 711 integral with a column 712 provided with a platform 713 notched on one side for passing the tool interface and the clamp. Cette plate-forme est équipée de douilles 73 dans lesquelles viennent s'implanter les pions 38 servant au centrage et au verrouillage de l'outil. The platform is equipped with sockets 73 in which are implanted the pins 38 for centering and locking of the tool. Une came 74 pivotante autour des 3 douilles 73 assure le blocage de l'outil en plusieurs points. A pivoting cam 74 around the three sleeves 73 ensures the locking of the tool in several ways. Cette rotation est commandée par un vérin pneumatique 75 à double effet et contrôlée par le détecteur de position 76. Une électrovanne 751 assure la commande du vérin. This rotation is controlled by a pneumatic cylinder 75 double-acting and controlled by the position detector 76. A solenoid valve 751 provides control of the actuator. En position de blocage, la came 74 immobilise les pions 38 sur le support et assure le verrouillage de l'outil sur son support. In the locking position, the cam 74 fixes the pins 38 on the support and ensures locking of the tool on its carrier. La rotation de la came libère les pions. The rotation of the cam releases the counters.
  • La figure 9 décrit le matériel équipant le robot et nécessaire à la commande du dispositif. Figure 9 depicts the equipment fitted to the robot and necessary for controlling the device.
  • Le circuit d'air 88 se divise en 3 branches. The air circuit 88 is divided into three branches. L'une alimente le dispositif de verrouillage par une vanne tout ou rien 87 réalisant l'alimentation du vérin en position excitée et son échappement à l'état non excitée. One feeds the locking device by an on-off valve 87 embodying the cylinder supply energized position and its exhaust to the non-excited state. Un pressostat 86 vérifie le niveau de pression et interdit le fonctionnement du dispositif si celle-ci est inférieure à un seuil minimal. A pressure switch 86 checks the pressure level and prevents operation of the apparatus if the latter is less than a minimum threshold.
  • La deuxième branche va directement à l'utilisation sur la pince via le changeur. The second branch goes directly to use on the clamp via the changer.
  • La troisième branche attaque une vanne 81 dite à pression proportionnelle. The third branch 81 engages a said valve to proportional pressure.
  • Sur la deuxième branche, un piquage de pression est connecté à une vanne 82 tout ou rien deux positions et trois voies qui en position excitée permet le passage de l'air, et qui en position non excitée effectue une mise à l'échappement de l'utilisation. The second part, a pressure tapping is connected to a valve 82 all or nothing positions two and three-way in horny position allows the passage of air, and which in non-excited position performs a fully exhausted of 'use. Ce circuit d'air communique avec l'orifice a d'un sélecteur de voie 83 qui permet le passage du fluide de la plus forte pression vers le changeur (orifice b). This air circuit communicates with the orifice of a channel selector 83 which allows the passage of fluid from the higher pressure to the changer (port b). Le dernier orifice c de 83 est relié via une vanne de coupure 84 tout ou rien, 2 positions et deux voies (passante en position non excitée) au circuit d'alimentation en eau issue d'une nourrice d'eau 85 cloisonnée. The last port 83 c is connected via a cut valve 84 all or nothing, 2-position and two-way (pass non-energized position) to the water supply circuit after a water nurse 85 partitioned. Ce circuit d'eau sert au refroidissement de la pince et transite par les connecteurs 50 du changeur. This water circuit is used for cooling of the clamp and passes through the changer 50 of the connectors. Le retour s'effectue par la nourrice 85 via un clapet antiretour 90 destiné à protéger le changeur des contrepressions du circuit d'eau général. The return is effected by the feed 85 via a check valve 90 for protecting the changer of the back pressures of the general water circuit.
  • Par ailleurs, on retrouve le reste du faisceau câble de puissance pince, câbles d'informations (commande et contrôle) et le câble de présence pince. Furthermore, there is the rest of the clamp power cable bundle cables information (command and control) and the presence of cable clamp.
  • Le fonctionnement du dispositif va maintenant être expliqué. Operation of the device will now be explained.
  • On va décrire tout d'abord l'opération de prise d'outil. We will firstly describe the tool making process.
  • Les pinces reposent et sont verrouillées sur les supports lors de la trajectoire d'approche. The clamps are based and are locked to the media when the approach path. Le robot commande la mise sous pression de la tête de robot 10 en commandant la sortie reliée à l'électrovanne 87 qui devient passante. The robot controls the pressurization of the robot head 10 by controlling the output connected to the solenoid 87 becomes conductive. La chambre 21 monte en pression ce qui a pour effet de comprimer le ressort 14 et de déplacer le piston 13. Les billes 15 sont alors rentrées ou escamotées dans les logements du piston 13. Simultanément, la cavité 20 monte aussi en pression, le joint à lèvres 18 autorisant le passage de l'air de 21 vers 20. Le piston de bridage 12 par sa membrane 17 écrase alors les ressorts 16 au-delà de la précontrainte et sort du carter 11. The chamber 21 rises in pressure which has the effect of compressing the spring 14 and move the piston 13. The beads 15 are then returned or retracted into the housing of the piston 13. Simultaneously, the cavity 20 also rises in pressure, the seal lip 18 allowing the passage of air of 21 to 20. the clamping piston 12 by the membrane 17 then overwrites the springs 16 beyond the preload and exits the housing 11.
  • Le robot introduit alors le piston de bridage 12 dans l'alésage du corps 36 ce qui s'effectue par le centrage conique de la coiffe 22 et par la compliance du support sur ses appuis élastiques. The robot then introduced the clamping piston 12 in the bore of body 36 which is carried by the conical centering of the cap 22 and the compliance of the support on its elastic supports.
  • Durant cette trajectoire les pions 34 viennent positionner en rotation les deux interfaces 10 et 30 toujours grâce à la compliance du support. During this path the pins 34 are rotatably positioning the two interfaces 10 and 30 always thanks to the compliance of the support.
  • En fin de la course d'approche le corps 36 est parfaitement centré par l'ajustement des diamètres 35 et 26. At the end of the approach stroke the body 36 is perfectly centered by adjusting the diameters 35 and 26.
  • Les connecteurs électriques (informations, puissance) et fluides (eau, air) assurent alors le contact entre les faces mobiles et les faces fixes. Electrical connectors (information, power) and fluids (water, air) then provide the contact faces between the mobile and the fixed faces. Sur les connecteurs de puissance, le plot 621 est écrasé et se déplace dans la course autorisée. On power connectors, the stud 621 crashed and moves in the race allowed. Sur les connecteurs de fluide, le piston vient d'abord réaliser l'étanchéité puis libère le joint 59 et ouvre le circuit. The fluid connectors, the piston comes first provide sealing and releases the seal 59 and opens the circuit.
  • Le contact de la face 36 avec la face 27 est alors obtenu, l'effort d'appui des deux interfaces étant limité par les blocs ressorts du support qui s'est écrasé vers le sol. The contact of the face 36 with the face 27 is then obtained, the bearing force of the two interfaces is limited by the blocks of the support springs that crashed to the ground.
  • La désexcitation de l'électrovanne 87 effectue la mise à échappement de la chambre 21 dans la tête d'accouplement du robot. Deenergization of the solenoid 87 carries out the last of the exhaust chamber 21 in the coupling head of the robot. Le piston 13 est alors rappelé par le ressort 14 qui commande la sortie des billes 15. La chambre 20 ne pouvant se vider que lentement à travers l'orifice calibré 181 puisque le joint à lèvres 18 joue le rôle de clapet antiretour, le piston porte-billes 12 ne restitue sa course qu'après la sortie des billes. The piston 13 is then returned by the spring 14 which controls the output of the balls 15. The chamber 20 can not be emptied slowly through the calibrated orifice 181 because the lip seal 18 acts as a check valve, the piston carries -billes 12 restores to its run after the release of the balls. Celles-ci sont alors mises en butée sur la face 32 et le corps 31 reste prisonnier du corps 11 sous un appui élastique fourni par les ressorts 16 précontraints. These are then abutted on the face 32 and the body 31 remains trapped body 11 as an elastic support provided by the springs 16 preloaded.
  • Le capteur de position 89 détecte la présence de la pince sur robot et autorise alors le lâcher du verrouillage de la pince sur le support, ce qui s'obtient en excitant l'électrovanne de déverrouillage 751. The position sensor 89 detects the presence of the gripper on the robot and then authorizes the release of the locking of the clamp on the support, which is obtained by exciting the solenoid 751 unlocking.
  • Le secteur came 74 libère par sa rotation les pions 38, la fin de ce mouvement étant contrôlée par le détecteur 76 qui autorise le départ du robot. The sector cam 74 releases its rotation by the pins 38, the end of this movement being controlled by the detector 76 which authorizes the departure of the robot.
  • L'outillage entre alors dans une phase fonctionnelle de production où tous les connecteurs de fluide sont actifs. The tool then enters a functional production phase where all fluid connectors are active.
  • On va décrire maintenant l'opération de dépose de l'outil. We will now describe the operation of removing the tool.
  • Après une phase fonctionnelle de travail, la préparation de dépose d'outil commence lors de la trajectoire d'approche du support. After a functional phase of work, the preparation of tool removal starts when the approach path of the support.
  • Le circuit de commande comprend des moyens pour réaliser la purge du circuit d'eau de refroidissement de l'outil avant la séparation de la tête d'accouplement et de l'outil. The control circuit comprises means for performing purging the cooling water circuit of the tool prior to separation of the coupling head and the tool.
  • Le circuit d'eau de refroidissement est isolé du changeur par l'activation de l'électrovanne 84 qui devient non passante. The cooling water circuit is isolated from the changer by activating the solenoid 84 becomes non-conductive. Simultanément, l'activation d'une autre sortie robot excite la vanne 82 qui devient passante permettant à l'air de s'introduire dans le circuit d'eau. Simultaneously, the activation of another robot output energizes the valve 82 which turns on allowing the air to be introduced into the water circuit. Cette opération de purge nécessite quelques secondes pour remplacer l'eau par l'air jusqu'au moins au clapet 90. This purging operation requires a few seconds to replace the water with air to at least the valve 90.
  • Le robot étant toujours dans sa phase d'approche, la coupure de l'activation de la vanne 82 provoque la mise à échappement du circuit purgé. The robot always being in its approach phase, the cleavage of the activation of the valve 82 causes the circuit to exhaust purged. Simultanément, l'électrovanne proportionnelle 81 est mise à pression nulle pour favoriser la prise d'outil suivante. Simultaneously, the proportional solenoid valve 81 is set at zero pressure to encourage the next tool outlet. En variante, cette opération de décompression pourrait être faite par la vanne proportionnelle dans le cas d'une vanne 82 de type 2 voies. Alternatively, this decompression operation could be made by the proportional valve in the case of 82 Type 2-way valve.
  • Le robot présente l'outil devant le support et engage les 3 pions 38 dans les logements 73 de la platine. The present robot tool to the support and engages the three pins 38 in the recesses 73 of the plate. La poisition appuyée de la pince est détectée par 761 qui autorise le verrouillage de l'outil sur le support en activant par 751 le vérin 75. Cette opération une fois validée par 76 permet l'alimentation par la vanne 87 du module mécanique 10. La mise sous pression simultanée du piston 24 et du piston porte-billes 12 conduit à la libération de l'effort de plaquage du corps 31 et à la rentrée des billes et en conséquence à la désolidarisation des 2 interfaces 10 et 30. Le robot peut alors échapper la tête d'accouplement 10 qui est d'abord suivie par 30 sur la course d'écrasement des ressorts 77 du support. The supported poisition of the clamp is detected by 761 which permits locking of the tool on the support 751 by activating the jack 75. This operation once validated by 76 allows the feed through valve 87 of the mechanical module 10. The placed under simultaneous pressure of the piston 24 and the ball carrier piston 12 leads to the release of the body of the plating effort 31 and retraction of the balls and accordingly the separation of the two interfaces 10 and 30. the robot can then escape the coupling head 10 which is first followed by 30 of the compression travel of the springs 77 of the support. Le support ayant atteint son point de préréglage tous les plots électriques 611, 462 et les connecteurs de fluide 52 se détendent. The carrier having reached its preset point all electrical contacts 611, 462 and fluid connectors 52 relax. L'étanchéité des circuits fluides s'effectuent par écrasement des joints 59 et enfin l'étanchéité plane du joint 58 cesse : le circuit s'ouvre après isolation des amenées fluide sur robot sur un tronçon de circuit isolé des sources, de plus purgé d'eau et détendu. The sealing fluid circuits are made by crushing of seals 59 and finally the sealing of the flat seal 58 ceases: the circuit opens after isolation of the fluid supplied on robot into an isolated circuit section of sources, more purged d water and relaxed. Le fonctionnement de ce dispositif ne laisse subsister que quelques traces d'eau sur les connecteurs 552 lorsque la pince est libérée. The operation of this device leaves only traces of water on the connectors 552 when the clamp is released. Cette condition de fonctionnement à sec est essentielle compte tenu de la présence de haute tension sur les connecteurs 61. Le robot peut de nouveau sélectionner la prise d'une autre pince. This dry running condition is essential, given the presence of high voltage on the connectors 61. The robot may again select the terminal of another clamp.
  • La gestion en sécurité des séquences ci-dessus est assurée par le logiciel d'application implanté sur la carte soudure présente dans la baie de commande du robot. secure management of the above sequences is provided by the application software installed on this welding card into the robot control bay.

Claims (10)

  1. 1/ Dispositif de changement d'outil de robot, comportant une tête d'accouplement montée à l'extrémité du bras du robot et coopérant avec un organe d'accouplement de l'outil, des éléments de connexion étant portés par la tête d'accouplement du robot et l'organe d'accouplement de l'outil pour assurer la continuité des lignes d'alimentation en énergie de l'outil, caractérisé par le fait que la tête d'accouplement du bras de robot présente un piston central de bridage (12) s'emmanchant dans un alésage (32, 33) de l'outil, ce piston étant soumis à des ressorts destinés à brider l'accouplement et qui sont comprimés pour le débridage et que les organes de connexion (40, 50, 60) sont disposés autour dudit piston de bridage. 1 / A device for robot tool change, comprising a coupling head mounted at the end of the robot arm and cooperating with a coupling member of the tool, the connection elements being carried by the head coupling of the robot and the tool coupling member for ensuring continuity of energy supply lines of the tool, characterized in that the coupling head of the robot arm has a central piston clamping (12) inserting the arm is in a bore (32, 33) of the tool, this piston being subjected to springs for clamping the coupling and which are compressed for unclamping and that the connecting members (40, 50, 60) are disposed around said clamping piston.
  2. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le piston central de bridage (12) porte des billes de verrouillage (15) mobiles radialement dans des logements de guidage (23) du piston sous l'action d'un ressort (14) susceptible d'être comprimé pour le débridage. 2 / Device according to Claim 1, characterized in that the central clamping piston (12) carries locking balls (15) movable radially in guide housings (23) of the piston under the action of a spring ( 14) capable of being compressed for unclamping.
  3. 3/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le tête d'accouplement comporte une alimentation en fluide sous pression susceptible de déplacer le piston de bridage (12) dans le sens du débridage et un piston interne (13) de manoeuvre des billes de verrouillage dans le sens du débridage. 3 / A device according to any one of the preceding claims, characterized in that the coupling head comprises a pressurized fluid supply capable of moving the clamping piston (12) in the direction of unclamping and an inner piston (13 ) for actuating the locking balls in the direction of unclamping.
  4. 4/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins deux supports de réception d'outil constitués chacun par un châssis de support (71) monté sur des blocs ressorts (77) dont les axes sont sensiblement concourants et comportant un ressort à boudin précontraint. 4 / A device according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least two tool receiving supports each constituted by a supporting frame (71) mounted on springs blocks (77) whose axes are substantially concurrent, and having a prestressed coil spring.
  5. 5/ Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le châssis (71) est porté par des ressorts (78). 5 / Apparatus according to claim 4, characterized in that the frame (71) is supported by springs (78).
  6. 6/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la commande de verrouillage de l'outil (3) sur son support de réception est assurée par une came (74) manoeuvrée par un vérin (75) en assurant un verrouillage de l'outil en plusieurs points. 6 / Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the locking control of the tool (3) on the receiving medium is provided by a cam (74) operated by a jack (75) ensuring a locking of the tool in several ways.
  7. 7/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un connecteur électrique (40) présentant des plots de contact (462) déplaçables. 7 / Apparatus according to any preceding claim, characterized in that it comprises at least one electrical connector (40) having contact pads (462) displaceable.
  8. 8/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un connecteur hydraulique (60) présentant un piston (52) mobile traversé par le fluide, assurant la connection étanche et fonctionnant comme un clapet lorsque la tête d'accouplement est séparée de l'outil. 8 / A device according to any preceding claim, characterized in that it comprises at least one hydraulic connector (60) having a piston (52) movable through which the fluid, ensuring the sealed connection and functioning as a valve when the coupling head separated from the tool.
  9. 9/ Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le connecteur comporte des moyens de blindage. 9 / Apparatus according to claim 7, characterized in that the connector comprises shielding means.
  10. 10/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour réaliser la purge du circuit d'eau de refroidissement de l'outil avant la séparation de la tête d'accouplement et de l'outil. 10 / Apparatus according to any preceding claim, characterized in that it comprises means for performing the purge of the tool cooling water circuit before the separation of the coupling head and the tool.
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